اثر تنش خشکی در زمان تشکیل بذر بر بنیه، پراکسیداسیون غشاء و فعالیت آنتی‌اکسیدانی در گونه‏ های مختلف بالنگو

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی‌ارشد، علوم و تکنولوژی بذر، دانشگاه شاهد، تهران، ایران.

2 استادیار، گروه زراعت و اصلاح نباتات، دانشکدة علوم کشاورزی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

3 استادیار، گروه گیاهپزشکی، دانشکدة علوم کشاورزی، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

چکیده

به‏منظور مطالعة تأثیر پیری کنترل شده بر پارامترهای جوانه‌زنی، پراکسیداسیون غشاء و فعالیت آنتی‌اکسیدانی بذرهای تنش‌دیدة بالنگو، پژوهشی به‌صورت فاکتوریل چهار عاملی در قالب طرح کاملاً تصادفی در آزمایشگاه علوم و تکنولوژی بذر دانشگاه شاهد اجرا شد. بالنگو شهری ((Lallementia iberica و شیرازی (Lallemantia royleana)، در سه سطح تنش رطوبتی (شاهد، ملایم و شدید) در زمان تشکیل بذر قرار گرفتند و برای بررسی بنیه بذر، آزمون پیری کنترل‌شده روی بذرهای حاصل در زمان‌های مختلف (24 و 48 ساعت) و رطوبت‌های متفاوت بذر (5، 15 و 25 درصد) انجام شد. اثر متقابل گونه، تنش رطوبتی در زمان تشکیل بذر، مدت زمان و رطوبت اعمال شده به‌منظور فرسودگی کنترل شده بر درصد جوانه‌زنی، سرعت جوانه‌زنی، متوسط زمان جوانه‌زنی، پراکسیداسیون غشاء و فعالیت آنزیم کاتالاز معنا‌دار بود. افزایش درصد، سرعت جوانه‌زنی و متوسط زمان جوانه‌زنی، فعالیت آنزیم کاتالاز و کاهش پراکسیداسیون غشاء در بذرهای تنش‌دیدة بالنگو شیرازی و افزایش پراکسیداسیون غشاء، درصد و سرعت جوانه‌زنی، متوسط زمان جوانه‌زنی و فعالیت آنزیم کاتالاز در بذرهای تنش‌دیدة بالنگو شهری مشاهده شد. بذرهای حاصل از پایة مادری تنش‌دیدة بالنگو شهری نسبت به بذرهای حاصل از پایة مادری تنش‌دیدة بالنگو شیرازی بیشتر تحت تأثیر آثار منفی پیری قرار گرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effect of drought stress during seed development on seed vigour, membrane peroxidation and antioxidant activity in different species of Balangu

نویسندگان [English]

  • Arezou Paravar 1
  • Saeideh Maleki Farahani 2
  • Alireza Rezazadeh 3
3 Shahed University
چکیده [English]

In order to effect controlled ageing on parameters germination, membrane peroxidation and antioxidant activity the stressed seeds of Balangu (Lallemantia sp), a four- factor factorial study in a completely randomized design with three replications was conducted in Laborartory Seed Science and Technology Shahed University in 2015. Dragons’ head (Lallemantia iberica) and Lady’s mantle (Lallemantia royleana) were imposed three drought stress level (control, mild and severe) during seed development and the produced seeds were aged at different seed moisture content (5, 15 and 25% for 24 and 48 hours duration). Analysis of variance showed that the interaction effect of species, moisture stress during seed development, duration of aging and seed moisture content on germination percentage, germination rate, mean germination time, membrane peroxidation and catalase activity was significant. It was observed increasing germination percentage and rate germination, mean germination time and catalase activity in the Lady’s mantle stressed seeds and reduced membrane peroxidation and increasing membrane peroxidation and reduced germination percentage and rate germination, mean germination and catalase activity in the Dragons’ head stressed seeds. Impressed Dragons’ head stressed seed from maternal by more aging were affected by negative effect of aging more than stressed seeds of Lady’s mantle from maternal.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Balangu
  • Drought stress
  • maternal plant
  • membrane peroxidation
  • seed germination

سلطانی ا و مداح و (1389) برنامه‌های کاربردی ساده برای آموزش و پژوهش در زراعت. انتشارات انجمن علمی بوم‌‌شناختی شهید بهشتی.

سلیمانی م ر، کافی م، ضیایی س م، شباهنگ ج و داوری ا (1388) تأثیر کم آبیاری بر خصوصیات کمّی و کیفی بذر دو توده بومی گیاه شورزیست کوشیا (Kochia scoparia L. Sachard) در شرایط آبیاری با آب شور. علوم کشاورزی و منابع طبیعی. 15(5): 1-10.  

عبدالهی م، ملکی فراهانی س، فتوکیان م ح و حسن‌زاده قورت تپه ع (1392) بررسی عملکرد، اجزای عملکرد و کارایی مصرف آب بالنگو شهری و شیرازی تحت شرایط خشکی برای مدیریت آبیاری. مدیریت آب و آبیاری. 3(2): 103-120.

عطاردی ه، ایرانژاد ح، شیرانی راد ا، امیری ر و اکبری غ (1390) بررسی اثرات تنش خشکی و تاریخ کشت حاکم بر گیاه مادری بر میزان هدایت الکتریکی بذرهای حاصل از آن، پژوهش‌های زراعی ایران. 4(2): 242-247.

طهماسبی ب، قادری‌فر ف، صادقی‌پور ح ر و گالشی س (1394) تأثیر زوال تسریع شده بر پارامترهای جوانه زنی، اسیدهای چرب و هیدروپراکسیدهای لیپیدی بذرهای آفتاب‌‌گردان، فرایند و کارکردهای گیاهی. 4(12): 73-83.

گل‌زردی ف، وزان س، موسوی‌نیا ح و توحیدلو ق (1391) تأثیر محیط مادری بر مقاومت خشکی و شوری در مرحلة جوانه‌زنی و رشد گیاهچه عقب بالارونده مونپلیه (Cynanchum acutum L.) پژوهش علف‌های هرز. 4 (1): 25–41.

نجفی‌نوایی ه، نوری‌نیا ع س، غلامی تیله‌بنی ح و اسلامی ه (1394) تأثیر زوال بذر بر سبز شدن و میزان پراکسیداسیون لیپید آفتاب‌‌گردان تحت شرایط تنش‌های خشکی و شوری. گیاهان دانة روغنی ایران. 4(1): 33-46.

یزدانی‌بیوکی ی، رضوانی‌مقدم پ، خزاعی ح، قربانی ر و آستارایی ع (1389) اثرات تنش های شوری و خشکی بر خصوصیات جوانه‌‌زنی بذر مارتیغال. پزوهش‌های زراعی ایران. 8(1): 12-19.

Aebi H (1984) Catalase in vitro. Methods Enzymol. 105: 121–126.

Bailly C (2004) Active oxygen species and antioxidants in seed biology, Seed Science Research. 14:93-107.

Bewley JD, Bradford KJ, Hilhorst HWM and Nonogaki H (2013) Seeds: physiology of development, germination and dormancy, third ed. Springer Press. New York. pp. 341-374.

Bradford M (1976) A Rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemestry. 72: 248-254

Chen HY, Osuna D, Colville L, Lorenzo O, Graeber K, Küster H, Leubner Metzger G and Kranner I (2013) Transcriptome-Wide mapping of pea seed ageing reveals a pivotal role for genes related to oxidative stress and programmed cell death. Plos One. 8:1-15.

Clifford SC, Arndt SK, Popp M and Jones HG (2002) Mucilage and polysaccharides in Ziziphus species: Localization, composition and physiological roles during drought stress. Journal of Experimental Botany. 53: 131- 138.

Escandon JM, Silva RS, Granja AA, Alves MC and Pompelli MF (2013) Germination responses of Jatropha curcas L. seeds to storage and aging. Industrial Crops and Products. 44: 684-690

Ghassemi-Golezani K, Ghadordoz-Jedi A and Zehtab-Salmasi S (2014) Effects of seed size and aging on field performance of lentil (Lens culinaris Medik.) under different irrigation treatments. Acta Agriculturae Slovenica. 103(2): 158-166

Gorai M ,Elaloui W, Yang X and Neffati M (2014) Toward understanding the ecological role of mucilage in seed germination of a desert shrub Henophytondeserti: interactive effects of temperature, salinity and osmotic stress. Plant and Soil. 374:727–738

Groot SPC, Surki AA, de Vos RCH and Kodde J (2012) Seed storage at elevated partial pressure of oxygen, a fast method for analysing seed ageing under dry conditions. Annual Botany. 110: 1149-1159

Hampton JG and TecKrony DM (1995) Handbook of vigor test methods. The International Seed Testing Association. Zurich. 117p.

Heath RL and Packer L (1968) Photoperoxidation in isolated chloroplasts: I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Archives of Biochemistry and Biophysics. 125: 189–198.

International Seed Testing Association (2010) international rules for seed testing, International Seed Testing.

Jacoby RP, Li L, Huang S, Lee CP, Millar AH Taylor NL (2012) Mitochondrial composition, function and stress response in plants. Journal Integrative Plant Biology. 54: 887-906.

Jafarnejad A, Taher Q and Rahchaman AA )2008( Tolerance to drought stress during seed germinationwheat genotypes. Environmental Stresses in Agricultural Science. 2(1): 73-8.

Kalyanasundaram NK, Patel PB and Dalal KC (1982) Nitrogen need of plantago avena forsk, In relation to the available nitrogen in soil. Indian Journal of Agricultural Sciences . 52 (4): 240-242.

Khan MH and Panda SK (2008) Alternations in root lipid peroxidation and antioxidative responses in two rice cultivars under NaCl-salinity stress. Acta Physiologia Plantarum. 30: 81-89.

Khodarahmpour Z (2013) Evaluation of forage sorghum [ Sorghum bicolor (L.) Moench] lines for drought tolerance at germination stage. International Journal of Bioscience. 3(9): 16-22.

Kibinza S, Vinel D, Côme D, Bailly C and Corbineau F (2006) Sunflower seed deterioration as related to moisture content during ageing, energy metabolism and active oxygen species scavenging. Physiologia Plantarum. 128: 496–506.

Macdonald CM, Floyd CD and Waniska RD (2004) Effect of accelerated aging on mazie, Sorghum and sorghum. Journal Cereal Science. 39: 351-301.

Maleki Farehai S, Mazaheri M,Chichi R, Tavakol Afshari R and Savaghebi G (2010) Effect of seed vigour on stress tolerance of barely (Hordeum vulgare) seed at germination stage. Seed Science and Technology. 38: 494-507.

Marshal A and Lewis DN (2004) Influence of seed storage conditions on seedling emergence, seedling growth and dry matter production of temperate forage grasses. Seed Science and Technology. 32: 493-501.

Martin DL, Stegman EC and Freres E (1990) Irrigation scheduling principles. In: Hoffman GL, Howell TA, Solomon, KH (Eds.), Management of Farm Irrigation Systems. American Society of Agricultural Engineers Monograph. pp. 155-372

Minibayeva F, Dmitrieva S, Ponomareva A and Ryabovol V (2012) Oxidative stressinduced autophagy in plants: the role of mitochondria. Plant Physiology and Biochemistry. 59: 11-19.

Moussa H and Abdel-Aziz SM (2008) comparative response of drought tolerant  and drought sensitive maize genotypes to water stress. Australian Journal Crop Science. 1: 31-36.

Nair AS, Abraham TK and Jaya DS (2008) Studies on the changes in lipid peroxidation and antioxidants in drought stress induced cowpea (Vigna unguiculata L.) varieties. Journal of Environmental Biolology. 29: 689-691.

Nash MJ (198) The conservation and storage of dry cereal grains, In: Nash MJ (Eds.), Crop Conservation and Storage. Pergamon press, London. 286 p.

Ntanose DA and Koutroubas SA (2002) Dry matter and N accumulation and translocation for indica and japonica rice under mediterranean conditions. Field Crops Research. 74: 93-101.

Pandey HC, Baig MJ, Chandra A and Bhatt RK (2010) Drought stress induced changes in lipid peroxidation and antioxidant system in genus Avena. Journal of Environmental Biology. 31: 435-440.

Xia F, Chen L, Sun, Y and Mao P (2015) Relationships between ultrastructure of embryo cells and biochemical variations during ageing of oat (Avena sativa L.) seeds with different moisture content. Acta Physiologiae Plantarum . 37(89): 1-11.

Xia F, Wang X, Li M and Mao P (2015) Mitochondrial structural and antioxidant system responses to ageing in oat (Avena sativa L.) seeds with different moisture contents. Plant Physiology and Biochemistry. 94:122-129.

Yang X, Zhang W, Dong M, Boubriak I and Huang Z (2011) The achene mucilage hydrated in desert dew assists seed cells in maintaining DNA integrity: adaptive strategy of desert plant Artemisia sphaerocephala. PLOS/ONE. 6 (9): e24346

Yang X, Baskin JM, Baskin CC and Huang Z )2012( More than just a coating: ecological importance, taxonomic occurrence and phylogenetic relationships of seed coat mucilage Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics. 14:434–442.

Yao Z, Liu L, Gao F and Rampitschi C (2012) Development and seed aging mediated regulation of antioxidative genes and differential expression of proteins during pre and post-germinative phases in pea. Journal of Plant Physiology. 169: 1477-1488.